第五章 内照射防护、监测与评价

dq
4
第三节 ICRP所使用的代谢模型
参考人
为了给职业照射控制标准提供一个共同的生物学基 础，规定的一种假想的成年人模型。
解剖学参数：质量，线 度和成分 规定 生物学参数：能耗，营 养，排泄，呼吸标准， 水平衡等 物理化学参数：质量， 密度，水，灰，脂肪和 蛋白质含量，元素组成
活度中值空气动力学直径AMAD:某个气溶胶粒子在空气中沉淀时的滑流 末速度，与1个密度为1g/cm3的球体在相同的空气动力学条件下沉淀时 的滑流末速度相等时，此球的直径称为该气溶胶粒子的空气动力学直径。 如果在所有气溶胶粒子中，直径大于和小于上述空气动力学直径的粒子 所具有的活度各占总活度的一半，则此直径称为AMAD。
Ei
AF ( T S ) i—在源器官S中，每发射一次辐射i，靶器官T所吸收的辐射能量的
份额；
W Ri
M
T
—相应于辐射i的辐射权重因子（组织权重因子？） —靶器官的质量
待积当量剂量 Us为源器官S中的放射性核素在摄入后50年的核变化总数。
Us

50
0
R s t dt
对于源器官S中放射性核素j发出的某一种辐射类型i来说，它对 靶器官T产生的待积当量剂量H50（T←S）i由下式给出：
等
物理体模：美国BOMAB体模
11
数学体模
体素体模
面元体模
靶器官 卵巢 睾丸 肌肉 红骨髓 肺 甲状腺 骨表面 胃壁 小肠壁 上段大肠壁 下段大肠壁 肾 肝 胰 皮肤 脾 胸腺 子宫 肾上腺 膀胱壁
质量，g 11 35 28000 1500 1000 20 120 150 640 210 160 310 1800 100 2600 180 20 80 14 45
T
H T 50 0 . 025
m
T K
T 1
T
H T ( 50 ) m T H T ( 50 )
m
T K
T 1
0 . 025 H T ( 50 )( Sv )
T
mT
年摄入量限值ALI是一年时间内放射性核素的摄入量，单 独摄入该量将使具有参考人特征的个人所接受的待积有效 剂量等于ICRP规定的年有效剂量限值。
吸收类别 快速溶解份额 ft 近似溶解速率： 快速（d-1），Sr 慢速（d-1），Ss 模型参数： 初始溶解速率（d-1），Sp 转换速率（d-1），Spt 最终溶解速率（d-1），St 结合态份额，fb 由结合态的吸收速率（d-1），Sb F 1 M 0.1 S 0.001
100 —
100 0.0015
转移、溶解
第二节 放射性核素在人体内的代谢
有效半衰期表示，进入体内或某一特定器官的放射性核素，由 于生理代谢作用和自发核转变，减少到初始量的一半所经历的
时间。它的大小决定于该核素的生物半衰期核物理半衰期。
生物半衰期表示某种核素在全身或某一特定器官内，由于机体 的生理代谢作用而减少到初始量的一半所经历的时间。它与物 理半衰期无关，仅决定于元素的物理、化学性质。 某一核素的有效半衰期T与物理半衰期Tr、生物半衰期Tb的 关系如下：
Τ Τ rΤ b Τr Τb
【例题】238U进入人的全身，Tr＝1.6×1012天，Tb＝100天。
求T和λ各为多少？
解：
Τ Τ rΤ b Τr Τb 1 . 6 10 1 . 6 10
12 12
100 100
100 天
r b
0 . 693 1 . 6 10
内辐射防护的一般措施 八个字：包容、隔离、净化、稀释 包容： 对源的操作→指在操作过程中，将放射性物质密闭 起来。 对操作人员→用工作服、鞋、帽、口罩、围裙、气 衣等将操作人员围封起来，以防止放射性物质进入体内。
隔离：也叫分隔，根据放射性核素的大小，操作量多少 和操作方式等，将工作场所进行分级、分区管理。
100 0.0001
100 0 —
0 —
10 90 0.005
0 —
0.1 100 0.0001
0 —
胃肠道剂量学模型
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第四节 剂量系数
关键器官是指因辐射损伤将导致人体的最大损伤的那些器官。 确定关键器官的标准是： （1）放射性物质的浓度积累得最大的器官； （2）影响全身健康的器官； （3）在放射性核素进入人体的途径中易受损伤的器官； （4）对放射性最敏感的器官。
净化： 采用吸附、过滤、除尘、凝聚沉淀、离子交换、
蒸发、储存衰变、去污等方法，尽量降低空气、水中放射 性物质浓度，降低物体表面放射性污染。
稀释： 在合理控制下利用干净的空气或水使空气或水
中的放射性浓度降低到控制水平以上。
开放型放射工作场所的分级、分区及其主要防护要求 1、日等效（最大）操作量及其计算 开放型（非密封源）工作场所是按放射性核素日等效最大 操作量Qmax的大小进行分级的。 （1）Qmax定义 放射性核素日等效最大操作量Qmax定义为：放射性核素的 实际日操作量A（Bq）与该核素毒性组修正因子G的积除以与 实际操作方式有关的修正因子F所得的商。即： Q=AG/F 若操作场所含有不同放射性核素，则：
H 50 T S
i
1 . 6 10
13
Us SEE ( T S ) i 10 ( Sv )
3
当靶器官T受到来自几个不同源器官S的几种放射性核素的 照射时，靶器官T中总的H50,T为
H
50 , T
1 . 6 10
10

s j
Us

i
SEE
廓清模型
通过咽喉进入胃肠道
通过 淋巴 管进 入淋 巴结
吸 收 入 血
19
吸收入血是一个两阶段过程：粒子离解为可被血液吸收的物质（溶 解）；可溶物质和由粒子离解所得物质的吸收入血（吸收）。
对F类：10min(100%)；对M类，有两项，10min(占10%)，140d(占90%)；对 S类，有两项，10min(占0.1%)，7000d(占99.9%)
呼吸道模型
组成部分： 形态学模型 生物学参数 辐射生物学考虑 沉积模型 廓清模型
ICRP66
辐射生物学考虑：呼吸道各组织的危害权重因子
组织 胸腔外区 ET1（前鼻） ET2（后鼻通道，咽，喉和口 腔） LNET（淋巴组织） 胸区 BB（支气管） bb（细支气管） AI(肺泡间质) LNTH（淋巴组织） A(占组织权重因子（WT=0.12） 的份额) 0.001 0.998 0.001
比有效能量是指在源器官（S）内，每次核转变所发射的某一特定的辐 射i，授予每克靶器官（T）的能量（兆电子伏）。 比有效能量
S)j
SEE(T

i
Y i E i AF ( T S ) i W Ri 兆电子伏 M
T
克 转变
Yi
—放射性核素j每次核转变时产生辐射i的产额； —辐射i的能量或其平均能量（MeV）；
dq 1 dt i1 r 12 q 1
dq 2 dt 12 q 1 32 q 3 r 23 24 q 2
dq 3 dt 23 q 2 r 32 34 q 3
dt 24 q 2 34 q 3 r q 4
ICRP54 ICRP78
ICRP30、54、 68、78的修改
ICRP100 ICRP HATM
ICRP68 ICRP2 ICRP30 ICRP61
其他有关 出版物
ICRP1
ICRP6、9
ICRP26
ICRP60
ICRPXX 07年建议书
ICRP关于工作人员内照射的出版物
粒径大小、化合物性质 摄入量、 吸收量、 滞留量 氧 化 氚 、 碘 溶 化 合 物 液 特点： 持续性照射 选择性照射
ALI 0 . 02 e 50

Bq
急性单位摄入量产生的待积有效剂量e(τ), τ是计算剂量 时所包含的时间长短，如e(50)，剂量累计时间为50年， 单位为Sv•Bq-1。剂量系数曾称为转换因子或剂量转换系 数。 导出空气浓度DAC：如果参考在这种浓度下进行“轻工 作”呼吸一个工作年（50周，每周40小时，一个工作年等 于2000小时），它将导致一个ALI的吸入量。 0.02m3是 参考人在“轻工作”条件下每分钟吸入空气体积。 DAC＝ALI／（2000×60×0.02）=ALI/2.4×103（Bqm-3）
N
ji
q
j
r

j 1 ji
N
ij q i
qi：放射性核素在i库室的活度； Ì 是i库室的放射性核素的摄入量； i： λji：射性核素从j库室向i库室的廊清速率常数； λij：射性核素从i库室向j库室的廊清速率常数； N:人体包括的总库室数。
由N个库室的动力方程组成一个方程组，该方程组可以用 库室模型图表示，二者是等效的。
0.333 0.333 0.333 0.001
沉积模型：粒子大小、形状、密度及吸入个体的解剖学特 征、生理参数及呼吸习惯等因素 吸入气溶胶在参考工作人员体内呼吸道各区的沉积份额 区 ET1 ET2 BB Bb AI 总计 1 μm（AMAD) 16.52 21.12 1.24(47%在BB2中) 1.65（49%在bb2中） 10.66 51.19 5 μm（AMAD) 33.85 39.91 1.78（33%在BB2中） 1.10（40%在bb2中） 5.32 81.96
T
S
i

Sv
j
待积有效剂量
E


W

T
H
T
Sv
一般情况下
T j
E ( 50 )

T i

WT H
T
T 1
mT H
T I
T
50
( Sv )
( 50 ) W
其余ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Tk

mT
少数情况下
T j
T k
E ( 50 )
W
T i
Q max

i
Ai G i Fi
（2）放射性核素的毒性分组（GB18871-2002可查） 四组：极毒组、高毒组、中毒组、低毒组。 （3）放射性核素的毒性组别修正因子
毒性组别
极毒 高毒 中毒
毒性组别修正因子
10 1 0.1
低毒
0.01
（4）操作方式与放射源状况修正因子
放射源状况 操作方式 表面污染水平 液体、溶液、 表面有污 较低的固体 悬浮液 染的固体 气体、蒸汽、粉末、压 力很高的液体和固体
12

0 . 693 100
6 . 93 10
3
天
1
沉积和转移
隔室（库室） 一 阶 动 力 学 规 律
廓清和滞留
排出
转移速率：放射性衰变常数、库室的速率常数
7
库室理论
人体内的器官和组织是相互沟通的，故描述库室中的放 射性核素活度的动力学方程可以表示为：
dq dt
. i
Ii

j 1 ji
源的储存
很简单的操作 简单的操作 特别危险的操作
1000
100 10 1
100
10 1 0.1
10
1 0.1 0.01
1
0.1 0.01 0.001
例如：在一工作场所有储有液体226Ra源，若226Ra的总活 度为107Bq，求该场所的日等效操作量。 对液体226Ra源：G=10， F=100 ， A=107 Bq Q=AG/F=106( Bq)
第五节 内照射防护
防护目的：防止放射性物质进入人体。 基本原则： （1）围封，即把放射性物质限制在一定空间不让其外泄。 （2）保持清洁和对被污染的空气、水和物体表面采取措 施。 （3）制定适宜的管理规定和操作程序，并要求工作人员 严格遵守，尽量减少人员吸入或摄入放射性物质。 （4）采用合适的个人防护器具，要求工作人员穿戴好个 人防护用品，并讲究个人卫生。 （5）妥善储存放射性物品。
电离辐射剂量与防护概论
第五章 内照射防护、监测与评价
第一节 放射性核素的摄入 第二节 放射性核素在人体内的代谢 第三节 ICRP所使用的代谢模型 第四节 剂量系数 第五节 内照射防护 第六节 内照射个人监测与评价
第一节 放射性核素的摄入
内照射是指放射性物质经呼吸道、消化道、 皮肤、粘膜和伤口进入机体后，放射性核 素发出的核射线由体内对机体进行的照射。
源器官 卵巢 睾丸 肌肉 红骨髓 肺 甲状腺 胃内容物 小肠内容物 上段大肠内容物 下段大肠内容物 肾 肝 胰 皮质骨 小梁骨 皮肤 脾 肾上腺 膀胱内容物 全身
质量，g 11 35 28000 1500 1000 20 250 400 220 135 310 1800 100 4000 1000 2600 180 14 200 70000